[发明专利]一种乙酰丙酸乙酯制备γ-戊内酯的方法

说明书

本发明提供了一种乙酰丙酸乙酯制备γ‑戊内酯的方法，包括以下步骤，在还原性气氛下，将乙酰丙酸乙酯、Pt催化剂体系和反应溶剂混合反应后，得到γ‑戊内酯；所述Pt催化剂体系由分子筛载体和负载在所述分子筛载体上的Pt组成。与现有技术相比，本发明采用催化剂Pt和分子筛载体搭配，得到了一种用于乙酰丙酸乙酯制备γ‑戊内酯的分子筛负载Pt催化剂体系，其可高效催化生物质基乙酰丙酸乙酯氢化制备γ‑戊内酯，而且本发明提供的催化剂体系具有更好的可循环性能，更加高效绿色，降低了生产成本，易于实现规模化生产。实验结果表明，本发明提供的催化剂体系可以循环使用5次以上，效率无明显降低，反应产物γ‑戊内酯的产率降低在5％以内。

技术领域

本发明涉及生物能源技术领域，具体涉及一种乙酰丙酸乙酯制备γ-戊内酯的方法。

背景技术

随着化石能源的不断减少，能源危机成为了日益严重的问题。发展基于生物质的可再生新能源得到广泛关注。因此，进行生物质转化为生物燃料和高附加值化学品具有重要意义。生物质产业在过去十年中进展快速，对于生物质中含氧的基团和含氧化合物，需要经过多步转化才能使其转化成生物燃料。例如，生物质基平台化合物5-羟甲基糠醛经过醇解转化为乙酰丙酸酯，需要进一步转化才能得到生物能源γ-戊内酯。

γ-戊内酯(GVL)是一种非常具有发展前景的化合物，其本身可用于食用香料等，其也可经过转化制备一系列具有广泛用途的化学品如2-甲基四氢呋喃和1,4-戊二醇，这两种产物均是具有较大需求的基础化工原料，同时γ-戊内酯还可用于制备高分子材料如尼龙等。其结构式如下：

γ-戊内酯，γ-Valerolactone(GVL)

生物质经过酸解可以得到乙酰丙酸乙酯(EL)，它是一种无色到浅黄色的液体，有苹果的气味，可溶于水，乙醇和乙醚形成溶液。目前已有关于乙酰乙酸乙酯经过催化氢化和随后的环合形成γ-戊内酯的报道。

乙酰丙酸乙酯，Ethyl levulinate(EL)

正是由于生物质的可再生方向上具有诸多的优势，引起了行业内的学者的广泛关注，现有文献(Applied Catalysis A:General,2016,510,11)中详细报道了使用Al-Zr混合氧化物作为催化剂用于乙酰丙酸乙酯到γ-戊内酯的过程，他们以异丙醇为氢源，在220℃的反应温度下由乙酰丙酸乙酯制备得到了γ-戊内酯，但是从文献中可以看出其催化剂体系损耗严重，导致转化率和产率均存在大幅下降，其循环4次的转化率仅为80％左右，产率也只有68％左右，相比首次反应，分别降低了约16％。

然而这种催化剂体系损失大，寿命短的固有缺陷，会导致成本高，不环保等问题，从而无法实现规模化生产，明显限制了行业的快速发展。

因此，如何得到一种乙酰丙酸乙酯氢化制备γ-戊内酯的方法，使其具有高效绿色、可循环性能好和低成本的催化体系，已成为本领域前沿学者亟待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种乙酰丙酸乙酯氢化制备γ-戊内酯的方法，本发明提供的制备方法，所使用的催化体系具有更好的可循环性能，从而更加高效绿色，降低了生产成本，易于实现规模化生产。

本发明提供了一种乙酰丙酸乙酯制备γ-戊内酯的方法，包括以下步骤，

在还原性气氛下，将乙酰丙酸乙酯、Pt催化剂体系和反应溶剂混合反应后，得到γ-戊内酯；

所述Pt催化剂体系由分子筛载体和负载在所述分子筛载体上的Pt组成。

优选的，所述分子筛载体为MCM-22、MCM-41、ZSM-5、SAPO-11、MOR、SAPO-34、HY和USY中的一种或多种。